[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2005006768A - Electronic endoscope equipment and signal processor - Google Patents

Electronic endoscope equipment and signal processor Download PDF

Info

Publication number
JP2005006768A
JP2005006768A JP2003172458A JP2003172458A JP2005006768A JP 2005006768 A JP2005006768 A JP 2005006768A JP 2003172458 A JP2003172458 A JP 2003172458A JP 2003172458 A JP2003172458 A JP 2003172458A JP 2005006768 A JP2005006768 A JP 2005006768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure time
wavelength band
subject
color balance
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003172458A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005006768A5 (en
JP4139276B2 (en
Inventor
Katsuichi Imaizumi
克一 今泉
Nobuyuki Michiguchi
信行 道口
Isami Hirao
勇実 平尾
Yoshinori Takahashi
義典 高橋
Tsuyoshi Ozawa
剛志 小澤
Sakae Takehata
栄 竹端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2003172458A priority Critical patent/JP4139276B2/en
Priority to US10/869,239 priority patent/US7670286B2/en
Priority to CNB2004100597112A priority patent/CN100384366C/en
Priority to EP04014239A priority patent/EP1488732B1/en
Priority to DE602004008376T priority patent/DE602004008376T2/en
Publication of JP2005006768A publication Critical patent/JP2005006768A/en
Publication of JP2005006768A5 publication Critical patent/JP2005006768A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4139276B2 publication Critical patent/JP4139276B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0638Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements providing two or more wavelengths
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/045Control thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0646Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements with illumination filters

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic endoscope equipment which provides excellent images with less noise under accurately set color balance. <P>SOLUTION: A light source unit 5 successively irradiates an object 7 with illumination light having different wavelength bands. An electronic endoscope 2 is provided with a CCD 20 for picking up the image of the object 7 for each wavelength band of the emitted illumination light. Color balance correction circuits 35 and 36 amplify signals corresponding to the object 7 outputted from the CCD 20 for each wavelength band. A CPU 40, a sampling circuit 41 and an exposure time control circuit 43 act as an exposure time setting means for setting the exposure time of the CCD 20 for each wavelength band. Further, the CPU 40 sets the amplification factor of the color balance correction circuits 35 and 36 for each wavelength band on the basis of the signals corresponding to the object 7 whose image is picked up by the CCD 20 by the exposure time set by the exposure time setting means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電荷を蓄積する事によって被写体像を撮像する撮像素子により画像を得る電子内視鏡装置及びこの電子内視鏡装置に用いられる信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、体腔内にスコープを挿入することにより、食道、胃、小腸、大腸などの消化管や肺等の気管を観察し、必要に応じて処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種の治療処理のできる電子内視鏡装置が広く利用されている。
【0003】
電子内視鏡として、光源装置に回転式の光学フィルタを設け、この光源装置から赤、緑、青等の光を順次被写体に照射し、これにより被写体から得られた光をモノクロの撮像素子で受光し、信号処理装置内で信号処理を行ってカラー画像として表示装置に出力する面順次式の電子内視鏡装置がある。
【0004】
この面順次式の電子内視鏡においては、光学フィルタの波長特性や撮像素子の分光感度特性には個体差があるため、一般的な電子内視鏡装置では、電子回路を利用したホワイトバランスの調整が行われている。
【0005】
ホワイトバランスの調整は、白い物体を撮像した状態でホワイトバランスを設定するためのスイッチを押すことにより行われる。ホワイトバランス調整回路は、前記スイッチが押されたときに、G信号に対するB信号とR信号の振幅が所定の比率になるように調整することによりカラーバランスを調整している。この調整は、アナログ回路の場合には、各信号の出力をコンパレータで比較して、所定の色に収束するように少しずつ増幅率を調整するのが一般的である。しかし、この場合には、正確なホワイトバランスの調整が終わるまでには多数のフレーム分の画像が必要なため時間がかかる。
【0006】
一方、デジタル回路でカラーバランスを調整する場合には、1フレーム内の各色の信号をサンプリングしてその強度比からB信号やR信号の増幅率をCPU等で直接算出して、デジタル乗算器を用いて各信号を増幅することが多い。この場合には、ホワイトバランスの調整に長い時間はかからない。
【0007】
また、電子内視鏡装置による診断では、肉眼で見えるのと同様のカラー画像をモニタに表示する通常観察の他に、生体組織の自家蛍光を利用した自家蛍光観察も行われ始めている。
【0008】
自家蛍光観察では、紫外〜青色の励起光を生体組織に当てた時に生体組織から出てくる自家蛍光のスペクトルが正常粘膜と腫瘍で異なることを利用して診断を行う。この自家蛍光の画像は、生体組織により反射されて戻ってくる反射光画像と共に、それぞれ異なる色を割り当ててモニタに表示させることにより、病変部を明確に認識できるようにしている。この時、照射される光の波長は、狭帯域の光学フィルタを用いることにより(例えば、特許文献1参照)、各波長帯域で分光分布が離散的になるように制限されている。
【0009】
また、従来の電子内視鏡装置では、白い物体を基準にして色のバランスを調整することが一般的であるが(例えば、特許文献2参照)、電子内視鏡装置としては、自家蛍光観察時に、患者の正常粘膜の色を基準にして色のバランスを調整することにより、どのような患者でも病変部を一定の色調で観察できるものもある。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−95635号公報(第2−7頁、図1−33)
【0011】
【特許文献2】
特開2002−336196号公報(第3−9頁、図1−13)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電子内視鏡装置では、色のバランスを調整するために信号処理装置の増幅器の増幅率を色毎(波長帯域毎)に調整していた。そのため、各色間での増幅率に差が少ない場合には、あまり問題にならなかったが、各色間での増幅率の差が大きい場合には、画像の増幅率の高い色成分でノイズが多くなる事がある。
【0013】
特に、蛍光観察用の電子内視鏡装置の場合には、患者の粘膜が発する蛍光の明るさの差が患者によって大きく、その差を補正するために、各色間での増幅率の差を大きくする必要があり、ノイズが目立つ画像になってしまう可能性があった。
【0014】
また、蛍光は非常に微弱であるために、励起光照射時に比べて反射光画像取得時には、照射光量を小さくする必要がある。そのため、フィルタの透過波長帯域を狭帯域にしたり透過率を低くしたりしていたので、光学フィルタ製造時の波長誤差が出やすく、画像の色に与える影響が相対的に大きくなることがあった。
【0015】
例えば、半値幅100nmの透過帯域を持つフィルタで10nmの誤差が出た場合には透過光強度の誤差は10%程度であるが、半値幅20nmのフィルタで10nmの誤差が出た場合には50%もの透過光強度の誤差になってしまう。その結果、色のバランス調整時に各色間での増幅率の差が大きくなりやすく、ノイズが多い画像になる可能性が高かった。
【0016】
また、電子シャッタを備えた内視鏡装置の場合には、露光時間を制御することにより色の調整を行うことも可能である。しかし、回転フィルタ板等での遮光を要する内視鏡装置の場合には、電気的に設定した露光時間と撮像素子に入射される露光量は単純な比例関係にはならない。この理由は、回転フィルタを横切る光束が1点に完全に集中しているのではなく、ある程度の面積を持っていることによるものである。
【0017】
図11はこのような回転フィルタの露光量(電子シャッタを使用していないときのもの)と時間との関係を示すグラフ、図12は回転フィルタの露光量と露光時間との関係を示すグラフである。
【0018】
回転フィルタ中の1枚のフィルタが光束に挿入されているときの露光量と時間との関係は、理想的に図11に示す破線91に示す状態であるが、実際には図11に示す実線92に示すような状態になる。
【0019】
また、図11において、Aの時点で電子シャッタを利用して電荷の掃き出しを行いBの時点で露光期間が終わって遮光期間が始まるとすると、露光時間は図11のA〜Bの時間となる。この時、露光時間と露光量との関係は図12に示されるようになる。図12において、理想的には、破線93に示すように露光時間と露光量が比例することが好ましいが、実際には実線94のように複雑な関係になる。さらに、図11に示す実線92や図12に示す実線94の特性は、内視鏡や光源装置の種類や個体バラツキなどにより異なる。このため、回転フィルタを用いた電子内視鏡装置では、単純に露光時間を調整することにより厳密なカラーバランスを設定することは難しかった。
【0020】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、正確に設定されたカラーバランスの下で、ノイズが少ないより良好な画像にできる内視鏡装置を提供することを目的としている。
【0021】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項1に記載の内視鏡装置は、被写体に対して異なる波長帯域を有する照明光を順次照射する光源装置と、前記被写体を、照射された照明光の波長帯域ごとに撮像する撮像装置を備えた内視鏡と、前記撮像装置から出力される被写体に応じた信号を前記波長帯域ごとに増幅する増幅手段と、前記撮像装置の露光時間を前記波長帯域ごとに設定する露光時間設定手段と、前記露光時間設定手段によって設定された露光時間により前記撮像装置が撮像した被写体に応じた信号に基づいて、前記増幅手段の増幅率を前記波長帯域ごとに設定する増幅率設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【0022】
請求項2に記載の内視鏡装置は、請求項1に記載の電子内視鏡装置であって、前記増幅手段により増幅された信号に応じた映像をカラー表示する為の表示装置と、この表示装置に表示される映像の色のバランス調整を指示するカラーバランス設定指示手段と、を更に備え、前記露光時間設定手段は、前記カラーバランス設定指示手段の指示に基づいて前記撮像装置が出力した映像信号を基に前記波長帯域ごとの露光時間を設定することを特徴とする。
【0023】
請求項3に記載の内視鏡装置は、請求項1または2に記載の電子内視鏡装置であって、前記光源装置は被写体を励起する為の励起光を被写体に対して供給し、前記撮像装置は被写体からの蛍光を撮像することを特徴とする。
【0024】
請求項4に記載の内視鏡装置は、請求項1または請求項2に記載の電子内視鏡装置であって、前記光源装置は離散的な分光分布を有する波長帯域の照明光を被写体に対して供給することを特徴とする。
【0025】
請求項5に記載の信号処理装置は、撮像装置を備える内視鏡から出力される被写体に応じた信号を処理する信号処理装置であって、被写体に対して順次照射され、異なる波長帯域を有する照明光の波長帯域ごとに前記撮像装置が撮像した被写体に応じた信号を、前記波長帯域ごと増幅する増幅手段と、前記撮像装置の露光時間を前記波長帯域ごとに設定する露光時間設定手段と、前記露光時間設定部によって設定された露光時間により前記撮像装置が撮像した被写体に応じた信号に基づいて、前記増幅部の増幅率を前記波長帯域ごとに設定する増幅率設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【0026】
請求項6に記載の内視鏡装置は、請求項5に記載の信号処理装置であって、前記露光時間設定手段は、表示装置に表示される映像の色のバランスを指示するカラーバランス設定指示に基づいて前記撮像装置が出力した映像信号を基に前記波長帯域ごとに露光時間を設定することを特徴とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
(実施の形態)
図1乃至図10は本発明の実施の形態に係り、図1は内視鏡装置の概略構成を示すブロック図、図2は回転フィルタ板の構成を示す平面図、図3は電荷結合素子型固体撮像素子(以下、CCDと呼ぶ)のブロック図、図4は外周のフィルタの分光特性を示すグラフ、図5は内周のフィルタの分光特性を示すグラフ、図6は励起光カットフィルタの透過特性を示すグラフ、図7はカラーバランス補正回路を示すブロック図、図8はカラーバランス設定スイッチが押されたときの処理を示すフローチャート、図9はCCD受光量と電荷掃き捨て信号を示すタイミングチャート、図10は入力画像信号と色調調整係数を示すタイミングチャートである。
【0028】
(構成)
図1に示すように、本実施の形態の電子内視鏡装置1は、電子内視鏡2と、信号処理装置3と、光源装置5と、モニタ6とを有する。
【0029】
電子内視鏡2は、体腔内に挿入可能な細長の挿入部11を備えている。挿入部11の先端部16にはCCD20が内蔵されている。
【0030】
信号処理装置3には、前記電子内視鏡2が着脱自在に接続される。信号処理装置3は、CCD20で得られた画像信号の信号処理等を行う。
【0031】
光源装置5は観察用の光を発するためのものである。本実施の形態では、光源装置5と信号処理装置3を別体に設けている。尚、光源装置5は信号処理装置3に内蔵されるように構成してもよい。
【0032】
モニタ6は、信号処理装置3に接続され、この信号処理装置3で画像処理された映像信号を表示する。
【0033】
次に、電子内視鏡2について詳細に説明する。
電子内視鏡2は患者体腔内に挿入される細長の挿入部11を有している。
ここで挿入部11は、消化管用、気管支用、頭頸部用(咽頭部用)や膀胱用の場合には軟性部により構成され、腹腔、胸腔や子宮用の場合には硬性部により構成される。
【0034】
挿入部11の内部には、ライトガイド12と、電荷掃き捨て信号線13と、CCD出力信号線14,15とが配設されている。
【0035】
挿入部11の先端部16には、ライトガイド12の先端側、照明用レンズ17、対物レンズ18、励起光カットフィルタ19及びCCD20が設けられている。
【0036】
ライトガイドファイバ12は、信号処理装置3に設けられた光源装置5からの照明光を通過させて挿入部11の先端部16まで導く。
【0037】
照明用レンズ17は、挿入部11の先端部16に搭載され、ライトガイドファイバ12の先端面側に配設されている。
【0038】
ライトガイドファイバ12により光源装置5から導かれてきた照明光は、照明用レンズ17を介して被写体7に照射される。
【0039】
対物レンズ18は被写体7からの光を結像するためのものである。
励起光カットフィルタ19は、CCD20の前面に搭載され、460nm以下の波長の光を遮断して励起光を除去する。即ち、この励起光カットフィルタ19は、生体組織から生じる自家蛍光(おおむね500nm以上の波長)は透過させ、励起光は透過しない分光特性を有する。
【0040】
被写体7からの反射光及び自家蛍光は、対物レンズ18及び励起光カットフィルタ19を介してCCD20の受光エリア70(図3参照)上に結像する。
【0041】
CCD20は、挿入部11の先端部16に設けられ、対物レンズ18の結像位置に配設されたイメージセンサである。
【0042】
本実施の形態では、CCD20は直視状に配設しているが、CCD20は斜視や側視状に配設することも可能である。
【0043】
また、CCD20は、電荷掃き捨て信号線13を介して信号処理装置3内の露光時間制御回路43に接続されている。CCD20は、露光時間制御回路43で生成された電荷掃き捨て信号に基づいて電子シャッタ制御を行っている。
【0044】
さらに、CCD20は、図示しないCCD駆動回路からの駆動信号により信号電荷の蓄積、感度制御及び読み出しを行う。
【0045】
対物レンズ18及び励起光カットフィルタ19によりCCD20の受光エリア70(図3参照)に結像された被写体像は、CCD20の各画素で光電変換後転送されて出力される。このCCD20からの出力信号はCCD出力信号線14,15を介してそれぞれ信号処理装置3内のプリプロセス回路31,32に供給される。
【0046】
また、電子内視鏡2は基端側の操作部にフィルタ切替スイッチ21を搭載している。フィルタ切替スイッチ21はフィルタの切り替えを指示するためのものである。
【0047】
フィルタ切替スイッチ21の操作信号は、信号処理装置3内のCPU40に供給される。
【0048】
信号処理装置3は、プリプロセス回路31,32と、アナログ/デジタル変換回路(以下、A/D変換回路と呼ぶ)33,34と、カラーバランス補正回路35,36と、マルチプレクサ37と、同時化メモリ38R,38G,38Bと、デジタル/アナログ変換回路(以下、D/A変換回路と呼ぶ)39R,39G,39Bと、CPU40と、サンプリング回路41と、カラーバランス設定スイッチ42と、露光時間制御回路43とを有する。
【0049】
ここで、CCD出力信号線14、プリプロセス回路31、A/D変換回路33及びカラーバランス補正回路35は、図3に示す受光エリア70の奇数ライン71からの信号を処理するAチャンネルの信号処理系統となっている。
【0050】
図1に示すCCD出力信号線15、プリプロセス回路32、A/D変換回路34及びカラーバランス補正回路36は、図3に示す受光エリア70の偶数ライン72からの信号を処理するBチャンネルの信号処理系統となっている。
【0051】
そして、図1に示すように、信号処理装置3は、プリプロセス回路31,32、A/D変換回路33,34、カラーバランス補正回路35,36、マルチプレクサ37、同時化メモリ38R,38G,38B、D/A変換回路39R,39G,39Bの順に映像信号が流れるように構成されている。
【0052】
サンプリング回路41には、A/D変換回路33,34によるA/D変換後の信号が入力される。
【0053】
光源装置5は、キセノンランプ(以下、ランプと呼ぶ)51と、赤外カットフィルタ52と、回転フィルタ板53と、モータ54,55と、集光レンズ56とを有している。
【0054】
ランプ51は、照明光を放射する。赤外カットフィルタ52は、ランプ51の照明光路上に設けられ、透過波長を制限する。モータ54は、回転フィルタ板53を回転駆動する。モータ55は、回転フィルタ板53を光軸に対して垂直方向に移動するためのものである。
【0055】
図2に示すように、回転フィルタ板53は、外周部分と内周部分にそれぞれフィルタセット58、59を配置した2重構造となっている。
【0056】
回転フィルタ板53の外周には、それぞれ赤(R)、緑(G)、青(B)の波長の光を透過するRフィルタ61R、Gフィルタ61G、Bフィルタ61Bが配置されている。
【0057】
即ち、Rフィルタ61R、Gフィルタ61G及びBフィルタ61Bは、外周のフィルタセット58を構成している。
【0058】
回転フィルタ板53の内周には、540〜560nmの狭帯域光を透過するG’フィルタ62、390〜450nmの励起光を透過する励起フィルタ63、600〜620nmの狭帯域光を透過するR’フィルタ64が配置されている。
【0059】
即ち、G’フィルタ62、励起フィルタ63、R’フィルタ64は内周のフィルタセット59を構成している。
【0060】
また、回転フィルタ板53の各フィルタが配置されている以外の部分は、光を遮光する部材65により形成されている。
【0061】
次に、図4及び図5を用いて、回転フィルタ板53の外周、内周の各フィルタの分光特性を説明する。
【0062】
図4に示すように、外周のRフィルタ61R、Gフィルタ61G、Bフィルタ61Bは、各透過スペクトル間にギャップのない分光分布となっている。
【0063】
図5に示すように、内周のG’フィルタ62、励起フィルタ63、R’フィルタ64は、各透過スペクトル間にギャップがある離散的な分光分布となっている。
【0064】
図3に示すように、CCD20は、受光エリア70、水平転送チャンネル73,74、CMD(Charge Multiplying Device)付転送チャンネル75,76、電荷検出部77,78を有する。
【0065】
また、CMD付転送チャンネル75,76は水平転送チャンネル73,74のセル数とほぼ同じセル数の複数のセルから構成されている。
【0066】
受光エリア70の各画素で生成された信号電荷は、垂直転送パルスにより奇数ライン71と偶数ライン72で別々にA,Bの2つのチャンネルで読み出される形式になっている。
【0067】
奇数ライン71及び偶数ライン72から読み出された信号電荷は、それぞれ水平ライン毎に水平転送チャンネル73,74に転送され、水平転送パルスによってそれぞれ水平転送チャンネル73,74からそれぞれCMD付転送チャンネル75,76に転送される。そして、CMD付転送チャンネル75,76では、水平転送パルスにより信号電荷が各セルを転送される間に、感度制御パルスが印加されて信号電荷の増幅が行なわれる。従って、信号電荷がCMD付転送チャンネルのセルを転送される度に増幅率が等比級数的に増す事になる。増幅された信号電荷は、順次電荷検出部77,78に転送される。電荷検出部77,78はそれぞれCMD付転送チャンネル75,76からの電荷を電圧に電荷電圧変換してそれぞれCCD出力信号線14,15に出力する。
【0068】
このような構成により、CCD20は、CMDが水平レジスタに配置されており、外部からの感度制御パルスにより可変増幅が可能になっている。
【0069】
図1に示す励起光カットフィルタ19は、図6に示すように、460nm以下の波長の光を遮断するカットオフ型の透過特性を持つ。
【0070】
図1に示すカラーバランス補正回路35は、図7に示すように、色調調整係数記憶メモリ81と、デジタル乗算器82とを有している。
【0071】
色調調整係数記憶メモリ81は、CPU40からのメモリ書き換え信号に基づいて色調調整係数の書き換えを行い、色調調整係数のデータをデジタル乗算器82の一方の入力端子に導く。
【0072】
デジタル乗算器82の他方の入力端子にはA/D変換回路33からの入力画像信号が導かれている。
【0073】
デジタル乗算器82は、A/D変換回路33からの入力画像信号に対して色調調整係数記憶メモリ81の色調調整係数を乗算してマルチプレクサ37の一方の入力端子に出力する。
【0074】
また、図1に示すカラーバランス補正回路36は、入出力がA/D変換回路34とマルチプレクサ37の他方の入力端子に変更されているだけで、それ以外の構成は図7に示すカラーバランス補正回路35と同様になっている。
【0075】
(作用)
本実施の形態の作用を以下に説明する。
図1において、光源装置5のランプ51からは、被写体7を照明するための光が放射される。ランプ51から放射された光は、赤外カットフィルタ52、回転フィルタ板53及び集光レンズ56を通過して電子内視鏡2のライトガイドファイバ12に入射する。
【0076】
この場合、赤外カットフィルタ52は、赤外光をカットし、回転フィルタ板53上の各フィルタに不要な熱や光が照射されるのを防止する。
【0077】
回転フィルタ板53は、通常観察時には外周のフィルタセット58が光路上に配置され、モータ54により所定の速度で回転駆動されることにより、Rフィルタ61R、Gフィルタ61G、Bフィルタ61Bが光路上に順次配置され、それぞれ赤、緑、青の光を透過させる。これにより、通常観察時に光源装置5からは順次赤、緑、青の光が順次出射される。
【0078】
また、蛍光観察時には、モータ55は、図示しないフィルタ位置制御回路からの信号に応じて、回転フィルタ板53を光軸に対して垂直方向に移動させる。これにより、回転フィルタ板53の内周のフィルタセット59が光軸上に挿入される。
【0079】
内周のフィルタセット59挿入時には、G’フィルタ62、励起フィルタ63、R’フィルタ64が光路上に配置された状態で、回転フィルタ板53がモータ54により所定の速度で回転駆動される。これにより、光源装置5は、540〜560nm、390〜450nm、600〜620nmの波長の光を順次出射する。
【0080】
ここで、390〜450nmの光は生体組織からの自家蛍光を励起するための励起光である。
【0081】
電子内視鏡2のライトガイドファイバ12に入射された光は、挿入部11の先端部16の照明用レンズ17を介して消化管等の被写体7に照射される。
【0082】
被写体7で散乱、反射、放射された光は、先端部16の対物レンズ18を介してCCD20の受光エリア70(図3参照)上で結像して撮像される。
【0083】
ここで、励起光カットフィルタ19は、CCD20の前面で390〜450nmの励起光を遮断して蛍光を抽出する。
【0084】
CCD20は、回転フィルタ板53の回転に同期して図示しないCCD駆動回路により駆動され、Rフィルタ61R、Gフィルタ61G、Bフィルタ61B等の回転フィルタ板53のそれぞれのフィルタを透過した照射光に対応する画像信号を順次信号処理装置3に出力する。順次信号処理装置3に出力される画像信号は、奇数ライン71の対応するAチャンネルと、偶数ライン72に対応するBチャンネルの2系統となる。
【0085】
また、CCD20では、必要に応じて図示しない感度制御パルス発生回路からの感度制御パルスがCMD付転送チャンネル75,76に入力されることにより、インパクト・イオン化による二次電子を発生して信号電荷を増幅する。ここでの増幅率は、感度制御パルスの振幅により制御される。
【0086】
信号処理装置3に入力されたAチャンネル及びBチャンネルの画像信号は、まず、それぞれプリプロセス回路31,32に入力される。プリプロセス回路31,32ではCDS(相関2重サンプリング)等の処理により適切なAチャンネル及びBチャンネルの画像信号が取り出される。
【0087】
プリプロセス回路31,32から出力されたAチャンネル及びBチャンネルの画像信号はそれぞれA/D変換回路33,34によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【0088】
A/D変換回路33,34から出力されたAチャンネル及びBチャンネルの画像のデジタル信号は、それぞれカラーバランス補正回路35,36に入力される。
【0089】
カラーバランス補正回路35,36の色調調整係数記憶メモリ81にはCPU40により色調調整係を書き込まれており、カラーバランス補正回路35,36は、入力信号を図示しない色判別信号に基づき各照射波長毎に所定の倍率で増幅する。
【0090】
マルチプレクサ37は、カラーバランス補正回路35,36からのAチャンネル及びBチャンネルの画像のデジタル信号を一系統の画像のデジタル信号に合成するとともに、面順次画像のデジタル信号をR(または狭帯域の緑の反射光),G(または蛍光),B(または狭帯域の赤の反射光)の各色で分岐し、それぞれ同時化メモリ38R,38G,38Bに出力する。
【0091】
同時化メモリ38R,38G,38Bでは、順次記憶した画像を同時に読み出すことにより、面順次画像の同時化を行う。同時化されたR,G,Bそれそぞれの波長帯域におけるデジタル信号は、図示しないガンマ補正回路においてモニタのガンマ特性を補正する変換が行われ、それぞれD/A変換回路39R,39G,39Bによりアナログ信号に変換され、モニタ6に表示される。
【0092】
通常光観察時には、モニタ6のRGBの画素にそれぞれ赤の反射光、緑の反射光、青の反射光成分が表示される。
【0093】
また、蛍光観察時には、モニタ6のRGBの画素にそれぞれ狭帯域の緑の反射光、蛍光、狭帯域の赤の反射光が表示される。
【0094】
一方、露光時間制御回路43では、電荷掃き捨て信号をCCD20に送ることにより、CCD20での露光量を制御する。露光時間制御回路43による電荷掃き捨てタイミングは照明光の照射波長毎に調整される。
【0095】
また、フィルタ切替スイッチ21が操作者により押されると、このことをCPU40が認識し、CPU40によりモータ55が駆動されて回転フィルタ板53の外周のフィルタセット58と内周のフィルタセット59が切り替えられ、通常観察と蛍光観察が切り替えられる。
【0096】
この切り替えと同時に、CPU40は、信号処理装置3内の各種の設定が通常観察用と蛍光観察用との間で切り替えられる。
【0097】
電子内視鏡装置1の操作者が通常観察時のカラーバランスを調整するときには、白色基準物体を撮像した状態で、カラーバランス設定スイッチ42を押すことにより、カラーバランスの設定が開始する。
【0098】
次に、図8を参照してカラーバランス設定スイッチ42が押されたときの処理を説明する。
【0099】
図8に示すように、通常光観察モードでカラーバランス設定スイッチが押されると、まず、ステップS1において、CPU40は、露光時間制御回路43に仮の露光時間として、最大の露光時間をRGB全ての波長帯域の画像信号に対して与える。即ち、露光時間制御回路43は、CCD20の電子シャッタの機能を停止することになる。これにより、CCD20のRGB各色の受光量は図9(a)に示す状態となる。
【0100】
次に、CPU40は、ステップS2において、サンプリング回路41でサンプリングされた画像の明るさをRGBそれぞれに対して取得する。
【0101】
次に、CPU40は、ステップS3において、Aチャンネルのサンプリングデータを元に、適当な露光時間を算出する。ここでは、大体のカラーバランスを設定することが目的なので、RGBそれぞれの画像のサンプリング値をVr、Vg、Vbとすると、1/Vr:1/Vg:1/Vbの比となるようなRGBの露光時間を算出する。この時、明るさを確保するために、RGB中の露光時間が最大のもののときには、CCD20の電子シャッタを使わないようにするとよい。
【0102】
次に、CPU40は、ステップS4において、ステップS3で算出された露光時間を露光時間制御回路43に出力する。これにより、露光時間制御回路43は、前記算出された露光時間になるように図9(b)に示す電荷掃き捨て信号をCCD20に送る。このように露光時間を設定しても、図11及び図12を用いて説明した理由によりカラーバランスは完全に所望の比率になる可能性は低い。
【0103】
次に、CPU40は、ステップS5において、正確なカラーバランス調整とABチャンネル間調整を行うために、再度サンプリング回路41でサンプリングされたRGBの各値を取得する。
【0104】
次に、CPU40は、ステップS6において、カラーバランス補正回路35,36に設定する色調調整係数を算出する。ここでは、RGBそれぞれの画像のサンプリング値をVr’、Vg’、Vb’とすると、RGBの増幅率比が1/Vr’:1/Vg’:1/Vb’になるように色調調整係数を算出する。
【0105】
次に、CPU40は、ステップS7において、ステップS6で算出された色調調整係数を図7に示す色調調整係数記憶メモリ81に観察モード毎、RGB毎に別々の領域に記憶する。これにより、カラーバランス設定が終了する。
【0106】
このような処理により、カラーバランス補正回路35は、露光時間制御で概ね補正されたカラーバランスに対して、さらに厳密な補正が行われる。
【0107】
この後、電子内視鏡装置1で通常光の撮像を行う場合、カラーバランス補正回路35は、色調調整係数記憶メモリ81において観察モード毎、RGB毎に別々の領域に記憶された図10(b)に示す色調調整係数と、観察モードと回転フィルタ53の回転に応じて撮像されたA/D変換回路33からの図10(a)に示す入力画像信号とをデジタル乗算器82で積算する。これにより、カラーバランス補正回路35からは、厳密なカラーバランス補正が行われたRGBそれぞれの画像信号が前述の増幅率比で増幅されて出力される。
【0108】
また、Bチャンネルのカラーバランス補正回路36についてはカラーバランスの調整に加えてAチャンネルとのチャンネル間バラツキもキャンセルするように色調補正係数が算出される。これ以外のBチャンネルのカラーバランス補正回路36の動作は、Aチャンネルのカラーバランス補正回路35の動作と同様である。
【0109】
電子内視鏡装置1の操作者が蛍光観察時のカラーバランスを調整するときには、挿入部11を体内に入れて患者の正常粘膜を蛍光観察モードで撮像した状態でカラーバランススイッチ22を押すことにより、カラーバランスの設定が開始する。その後の動作については、通常観察時と同様である。
【0110】
電子内視鏡2は、前記被写体7を、照射された照明光の波長帯域ごとに撮像する撮像装置(CCD20)を備えている。
【0111】
カラーバランス補正回路35,36は、前記CCD20から出力される被写体7に応じた信号を前記波長帯域ごとに増幅する増幅手段となっている。
【0112】
露光時間制御回路43は、前記CCD20の露光時間を前記波長帯域ごとに設定する露光時間設定手段となっている。
【0113】
さらに、CPU40は、前記露光時間設定手段によって設定された露光時間により前記CCD20が撮像した被写体7に応じた信号に基づいて、前記カラーバランス補正回路35,36の増幅率を前記波長帯域ごとに設定する増幅率設定手段となっている。
【0114】
モニタ6は、前記カラーバランス補正回路35,36により増幅された信号に応じた映像をカラー表示する為の表示装置となっている。
【0115】
カラーバランス設定スイッチ42は、このモニタ6に表示される映像の色のバランス調整を指示するカラーバランス設定指示手段となっている。
【0116】
前記露光時間設定手段は、前記カラーバランス設定スイッチ42の指示に基づいて前記CCD20が出力した映像信号を基に前記波長帯域ごとの露光時間を設定する。
【0117】
(効果)
このような実施の形態によれば、カラーバランスの補正を露光時間制御でおこなっているので、特定の色だけ高い増幅率で増幅する必要が無くなり、どの色成分に対してもノイズの影響を小さくすることができる。また、カラーバランスの補正に増幅率制御も併用しているので、露光時間制御後のわずかなカラーバランスの誤差も補正する事ができ、カラーバランスの設定がより正確に行われる。これにより、正確に設定されたカラーバランスの下で、ノイズが少ないより良好な画像にできる。
【0118】
また、本実施の形態によれば、カラーバランス設定指示手段としてのカラーバランス設定スイッチ42の指示に基づいて露光時間を設定するので、光学フィルタの製造時のぱらつきにかかわらず、全ての色に対して増幅率がほぼ等しくなり、どの色成分に対してもノイズの影響を非常に小さくする事が出来るようになる。
【0119】
また、本実施の形態は、光学フィルタのぱらつき起因のノイズが出やすい蛍光用の電子内視鏡装置1に応用した事により、ノイズの影響を抑えるという点において特に顕著な効果を有する。
【0120】
さらに、本実施の形態は、光学フィルタのぱらつき起因のノイズが出やすい図5に示す離散的な分光分布を持つ照明光を照射する電子内視鏡装置1に応用した事により、ノイズの影響を抑えるという点において特に顕著な効果を有する。
【0121】
尚、本実施の形態では、可視領域の蛍光を観察可能な電子内視鏡装置1に応用したが、特開2002−95635号で開示されているような狭帯域の離散的な3波長を用いた反射光観察や、赤外光観察、赤外帯域の蛍光観察等に応用することも可能である。
【0122】
また、本実施の形態では、カラーバランスを調整するための増幅を信号処理装置3内部で行っているが、CCD20内部のCMD付転送チャンネル75,76で増幅するようにしてもよい。
【0123】
また、調整される色の比率は1:1:1に限らず、例えば蛍光観察時に正常粘膜部が少し緑っぽく表示されるようにする等しても、病変部の認識に有効である。
【0124】
また、露光時間の算出は、単純に露光時間と露光量との線形性を仮定して算出する方法に限らず、他の関数へ近似させる等して精度を増すことも、ノイズの抑制に有効である。
【0125】
また、カラーバランス設定スイッチは信号処理装置本体にあるものに限らず、電子内視鏡2の操作部に設けても良いし、足で踏む形式のフットスイッチであってもよい。
【0126】
[付記]
以上詳述したような本発明の上記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0127】
(付記項1) 被写体に照射するために異なる波長帯域の光を順次供給する照明光供給手段と、
前記波長帯域毎に順次被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号をカラー表示するための表示装置と、
前記撮像手段の露光時間を前記波長帯域毎に設定する露光時間設定手段と、
前記露光時間の設定後に前記撮像手段より出力された信号を元に前記増幅手段での前記波長帯域毎の増幅率を設定する増幅率設定手段とを有することを特徴とする電子内視鏡装置。
【0128】
(付記項2) 前記表示装置に表示される色のバランス設定を指示するカラーバランス設定指示手段を有し、
前記露光時間設定手段は前記カラーバランス設定指示手段の指示に応じて前記撮像手段より出力された信号を元に前記波長帯域ごとの露光時間を設定することを特徴とする付記項1に記載の電子内視鏡装置。
【0129】
(付記項3) 前記光源手段は被写体を励起する波長の光を放射し、
前記撮像手段は被写体からの蛍光を撮像することを特徴とする付記項1または2に記載の電子内視鏡装置。
【0130】
(付記項4) 前記異なる波長帯域は離散的な分光分布を持つことを特徴とする付記項1または2に記載の電子内視鏡装置。
【0131】
(付記項5) 前記露光時間設定手段は電子シャッタによる露光時間を設定することを特徴とする付記項1乃至4のいずれか1つに記載の電子内視鏡装置。
【0132】
(付記項6) 前記波長帯域毎に設定される露光時間のうち少なくとも1つば電子シャッタを停止させて得られる露光時間であることを特徴とした付記項5に記載の電子内視鏡装置。
【0133】
(付記項7) 被写体に対して異なる波長帯域を有する照明光を順次照射し、この照射された照明光の波長帯域ごとに被写体を撮像する電子内視鍛装置のカラーバランス調整方法であって、
所定の露光時間に基づき被写体を各波長帯域ごとに撮像するステップと、
各波長帯域毎における被写体像に応じた画像信号の明るさに基づき、各波長帯域毎の露光時間を設定するステップと、
設定された各波長帯域ごとの露光時間に基づき被写体を撮像するステップと、
設定された露光時間に基づいて撮像された被写体に応じた画像信号の各波長帯域毎の明るさに基づいて各波長帯域毎の画像信号の増幅率を算出するステップと、
算出された増幅率に基づき、前記各波長帯域毎の画像信号を増幅するステップと、
を備えた事を特徴とする電子内視鏡装置のカラーバランス調整方法。
【0134】
【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、正確に設定されたカラーバランスの下で、ノイズが少ないより良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る電子内視鏡装置の概略構成を示すブロック図。
【図2】本発明の実施の形態に係る回転フィルタ板の構成を示す平面図。
【図3】本発明の実施の形態に係るCCDのブロック図。
【図4】本発明の実施の形態に係る外周のフィルタの分光特性を示すグラフ。
【図5】本発明の実施の形態に係る内周のフィルタの分光特性を示すグラフ。
【図6】本発明の実施の形態に係る励起光カットフィルタの透過特性を示すグラフ。
【図7】本発明の実施の形態に係るカラーバランス補正回路を示すブロック図。
【図8】本発明の実施の形態に係るカラーバランス設定スイッチが押されたときの処理を示すフローチャート。
【図9】本発明の実施の形態に係るCCD受光量と電荷掃き捨て信号を示すタイミングチャート。
【図10】本発明の実施の形態に係る入力画像信号と色調調整係数を示すタイミングチャート。
【図11】従来の回転フィルタの露光量と時間との関係を示すグラフ。
【図12】従来の回転フィルタの露光量と露光時間との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
1 …電子内視鏡装置
2 …電子内視鏡
3 …信号処理装置
5 …光源装置
6 …モニタ
11 …挿入部
20 …CCD
21 …フィルタ切替スイッチ
31,32 …プリプロセス回路
33,34 …A/D変換回路
35,36 …カラーバランス補正回路
37 …マルチプレクサ
38R,38G,38B …同時化メモリ
39R,39G,39B …D/A変換回路
40 …CPU
41 …サンプリング回路
42 …カラーバランス設定スイッチ
43 …露光時間制御回路
51 …キセノンランプ
53 …回転フィルタ板
54,55 …モータ
61R …Rフィルタ
61G …Gフィルタ
61B …Bフィルタ
62 …G’フィルタ
63 …励起フィルタ
64 …R’フィルタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic endoscope apparatus that obtains an image by an image sensor that captures a subject image by accumulating electric charges, and a signal processing apparatus used in the electronic endoscope apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, by inserting a scope into a body cavity, the gastrointestinal tract of the esophagus, stomach, small intestine, large intestine, etc. and the trachea of the lung etc. are observed, and various treatment tools are inserted using the treatment instrument channel as necessary. Electronic endoscope devices that can perform treatment are widely used.
[0003]
As an electronic endoscope, a rotary optical filter is provided in the light source device, and light such as red, green, and blue is sequentially emitted from the light source device to the subject. 2. Description of the Related Art There are frame sequential electronic endoscope apparatuses that receive light, perform signal processing in a signal processing apparatus, and output the result as a color image to a display apparatus.
[0004]
In this field sequential type electronic endoscope, there are individual differences in the wavelength characteristics of the optical filter and the spectral sensitivity characteristics of the image sensor. Therefore, in general electronic endoscope apparatuses, white balance using an electronic circuit is used. Adjustments have been made.
[0005]
The white balance is adjusted by pressing a switch for setting the white balance in a state where a white object is imaged. The white balance adjustment circuit adjusts the color balance by adjusting the amplitude of the B signal and the R signal with respect to the G signal to be a predetermined ratio when the switch is pressed. In the case of an analog circuit, this adjustment is generally performed by comparing the output of each signal with a comparator and adjusting the amplification factor little by little so as to converge to a predetermined color. However, in this case, it takes time because an image for a large number of frames is required until the accurate white balance adjustment is completed.
[0006]
On the other hand, when the color balance is adjusted by a digital circuit, each color signal in one frame is sampled, and the amplification factor of the B signal and R signal is directly calculated by the CPU or the like from the intensity ratio, and the digital multiplier is set. Often used to amplify each signal. In this case, it takes no long time to adjust the white balance.
[0007]
In diagnosis using an electronic endoscope apparatus, auto-fluorescence observation using auto-fluorescence of living tissue has begun in addition to normal observation in which a color image similar to that seen with the naked eye is displayed on a monitor.
[0008]
In autofluorescence observation, diagnosis is performed using the fact that the spectrum of autofluorescence emitted from a living tissue when ultraviolet to blue excitation light is applied to the living tissue differs between a normal mucosa and a tumor. The autofluorescence image is assigned a different color and displayed on the monitor together with the reflected light image reflected back from the living tissue so that the lesioned part can be clearly recognized. At this time, the wavelength of the irradiated light is limited so that the spectral distribution becomes discrete in each wavelength band by using a narrow band optical filter (see, for example, Patent Document 1).
[0009]
Further, in the conventional electronic endoscope apparatus, it is common to adjust the color balance with reference to a white object (see, for example, Patent Document 2). However, as an electronic endoscope apparatus, autofluorescence observation is used. Sometimes, any patient can observe a lesion in a certain color tone by adjusting the color balance based on the color of the normal mucous membrane of the patient.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2002-95635 A (page 2-7, FIG. 1-33)
[0011]
[Patent Document 2]
JP-A-2002-336196 (page 3-9, FIG. 1-13)
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional electronic endoscope apparatus, the amplification factor of the amplifier of the signal processing apparatus is adjusted for each color (for each wavelength band) in order to adjust the color balance. For this reason, when there is little difference in the amplification factor between the colors, there was not much problem. However, when the difference in amplification factor between the colors was large, there was a lot of noise in the color component with a high amplification factor of the image. There are things.
[0013]
In particular, in the case of an electronic endoscope apparatus for fluorescence observation, the difference in the brightness of the fluorescence emitted from the mucous membrane of the patient is large depending on the patient, and in order to correct the difference, the difference in the amplification factor between the colors is greatly increased. There is a possibility that the image becomes noticeable with noise.
[0014]
In addition, since the fluorescence is very weak, it is necessary to reduce the amount of irradiation light at the time of acquiring the reflected light image as compared with the case of irradiation with the excitation light. For this reason, since the transmission wavelength band of the filter was narrowed or the transmittance was lowered, wavelength errors at the time of manufacturing the optical filter are likely to occur, and the influence on the color of the image may be relatively large. .
[0015]
For example, when a 10 nm error occurs in a filter having a transmission band with a half width of 100 nm, the transmitted light intensity error is about 10%. However, when a 10 nm error occurs in a filter with a half width of 20 nm, 50%. % Transmitted light intensity error. As a result, when adjusting the color balance, the difference in the amplification factor between the colors tends to be large, and there is a high possibility that the image will be noisy.
[0016]
In the case of an endoscope apparatus provided with an electronic shutter, it is possible to adjust the color by controlling the exposure time. However, in the case of an endoscope apparatus that requires light shielding by a rotary filter plate or the like, the electrically set exposure time and the amount of exposure incident on the image sensor do not have a simple proportional relationship. This is because the light beam crossing the rotary filter is not completely concentrated at one point but has a certain area.
[0017]
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the exposure amount of the rotary filter (when the electronic shutter is not used) and time, and FIG. 12 is a graph showing the relationship between the exposure amount of the rotary filter and the exposure time. is there.
[0018]
The relationship between the exposure amount and the time when one filter in the rotary filter is inserted into the light beam is ideally in the state shown by the broken line 91 shown in FIG. 11, but actually the solid line shown in FIG. The state shown in 92 is obtained.
[0019]
Further, in FIG. 11, if the electric charge is swept out by using the electronic shutter at the time A and the exposure period ends and the light shielding period starts at the time B, the exposure time becomes the time A to B in FIG. . At this time, the relationship between the exposure time and the exposure dose is as shown in FIG. In FIG. 12, ideally, it is preferable that the exposure time and the exposure amount are proportional as indicated by a broken line 93, but actually, the relationship is complicated as indicated by a solid line 94. Furthermore, the characteristics of the solid line 92 shown in FIG. 11 and the solid line 94 shown in FIG. 12 differ depending on the types of endoscopes and light source devices, individual variations, and the like. For this reason, it has been difficult for an electronic endoscope apparatus using a rotary filter to set a precise color balance by simply adjusting the exposure time.
[0020]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an endoscope apparatus that can produce a better image with less noise under a precisely set color balance.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an endoscope apparatus according to claim 1, wherein a light source device that sequentially irradiates illumination light having different wavelength bands with respect to a subject, and the wavelength band of illumination light emitted to the subject. An endoscope provided with an imaging device for imaging, amplification means for amplifying a signal corresponding to a subject output from the imaging device for each wavelength band, and setting an exposure time of the imaging device for each wavelength band And an amplification factor for setting the amplification factor of the amplification unit for each wavelength band based on a signal corresponding to the subject imaged by the imaging device with the exposure time set by the exposure time setting unit. And setting means.
[0022]
An endoscope apparatus according to claim 2 is the electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein a display device for color-displaying an image according to the signal amplified by the amplification means, Color balance setting instructing means for instructing color balance adjustment of video displayed on the display device, and the exposure time setting means is output by the imaging device based on an instruction from the color balance setting instructing means An exposure time for each wavelength band is set based on a video signal.
[0023]
The endoscope apparatus according to claim 3 is the electronic endoscope apparatus according to claim 1 or 2, wherein the light source device supplies excitation light for exciting the subject to the subject, The imaging device is characterized by imaging fluorescence from a subject.
[0024]
The endoscope apparatus according to claim 4 is the electronic endoscope apparatus according to claim 1 or 2, wherein the light source device applies illumination light in a wavelength band having a discrete spectral distribution to a subject. It is characterized by being supplied to.
[0025]
The signal processing device according to claim 5 is a signal processing device that processes a signal corresponding to a subject output from an endoscope including an imaging device, and sequentially irradiates the subject and has different wavelength bands. Amplifying means for amplifying a signal corresponding to a subject imaged by the imaging device for each wavelength band of illumination light for each wavelength band; and exposure time setting means for setting an exposure time of the imaging device for each wavelength band; An amplification factor setting means for setting the amplification factor of the amplification unit for each wavelength band based on a signal corresponding to the subject imaged by the imaging device with the exposure time set by the exposure time setting unit; It is characterized by that.
[0026]
An endoscope apparatus according to a sixth aspect is the signal processing apparatus according to the fifth aspect, wherein the exposure time setting means instructs a color balance setting of an image displayed on the display device. The exposure time is set for each wavelength band based on the video signal output from the imaging device based on the above.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment)
1 to 10 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an endoscope apparatus, FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a rotary filter plate, and FIG. 3 is a charge coupled device type. FIG. 4 is a graph showing the spectral characteristics of the outer peripheral filter, FIG. 5 is a graph showing the spectral characteristics of the inner peripheral filter, and FIG. 6 is the transmission through the excitation light cut filter. FIG. 7 is a block diagram showing a color balance correction circuit, FIG. 8 is a flowchart showing processing when the color balance setting switch is pressed, and FIG. 9 is a timing chart showing CCD received light amount and charge sweeping signal. FIG. 10 is a timing chart showing the input image signal and the color tone adjustment coefficient.
[0028]
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the electronic endoscope apparatus 1 according to the present embodiment includes an electronic endoscope 2, a signal processing device 3, a light source device 5, and a monitor 6.
[0029]
The electronic endoscope 2 includes an elongated insertion portion 11 that can be inserted into a body cavity. A CCD 20 is built in the distal end portion 16 of the insertion portion 11.
[0030]
The electronic endoscope 2 is detachably connected to the signal processing device 3. The signal processing device 3 performs signal processing of the image signal obtained by the CCD 20.
[0031]
The light source device 5 is for emitting observation light. In the present embodiment, the light source device 5 and the signal processing device 3 are provided separately. The light source device 5 may be configured to be built in the signal processing device 3.
[0032]
The monitor 6 is connected to the signal processing device 3 and displays a video signal image-processed by the signal processing device 3.
[0033]
Next, the electronic endoscope 2 will be described in detail.
The electronic endoscope 2 has an elongated insertion portion 11 to be inserted into a patient body cavity.
Here, the insertion portion 11 is composed of a flexible portion in the case of the digestive tract, bronchi, head and neck (for pharynx) and bladder, and is composed of a rigid portion in the case of the abdominal cavity, thoracic cavity and uterus. .
[0034]
Inside the insertion portion 11, a light guide 12, a charge sweep signal line 13, and CCD output signal lines 14 and 15 are disposed.
[0035]
The distal end portion 16 of the insertion portion 11 is provided with the distal end side of the light guide 12, an illumination lens 17, an objective lens 18, an excitation light cut filter 19, and a CCD 20.
[0036]
The light guide fiber 12 guides the illumination light from the light source device 5 provided in the signal processing device 3 to the distal end portion 16 of the insertion portion 11.
[0037]
The illumination lens 17 is mounted on the distal end portion 16 of the insertion portion 11 and is disposed on the distal end surface side of the light guide fiber 12.
[0038]
The illumination light guided from the light source device 5 by the light guide fiber 12 is irradiated to the subject 7 through the illumination lens 17.
[0039]
The objective lens 18 is for imaging light from the subject 7.
The excitation light cut filter 19 is mounted on the front surface of the CCD 20 and removes excitation light by blocking light having a wavelength of 460 nm or less. That is, the excitation light cut filter 19 has a spectral characteristic that transmits autofluorescence (approximately 500 nm or more) generated from living tissue and does not transmit excitation light.
[0040]
Reflected light and autofluorescence from the subject 7 form an image on the light receiving area 70 (see FIG. 3) of the CCD 20 via the objective lens 18 and the excitation light cut filter 19.
[0041]
The CCD 20 is an image sensor provided at the distal end portion 16 of the insertion portion 11 and disposed at the imaging position of the objective lens 18.
[0042]
In this embodiment, the CCD 20 is arranged in a direct view, but the CCD 20 can be arranged in a perspective view or a side view.
[0043]
The CCD 20 is connected to an exposure time control circuit 43 in the signal processing device 3 through a charge sweeping signal line 13. The CCD 20 performs electronic shutter control based on the charge sweeping signal generated by the exposure time control circuit 43.
[0044]
Further, the CCD 20 performs signal charge accumulation, sensitivity control, and readout by a drive signal from a CCD drive circuit (not shown).
[0045]
The subject image formed in the light receiving area 70 (see FIG. 3) of the CCD 20 by the objective lens 18 and the excitation light cut filter 19 is transferred after being photoelectrically converted by each pixel of the CCD 20 and output. The output signal from the CCD 20 is supplied to preprocess circuits 31 and 32 in the signal processing device 3 via CCD output signal lines 14 and 15, respectively.
[0046]
In addition, the electronic endoscope 2 has a filter changeover switch 21 mounted on the operation unit on the proximal end side. The filter changeover switch 21 is for instructing the changeover of the filter.
[0047]
The operation signal of the filter changeover switch 21 is supplied to the CPU 40 in the signal processing device 3.
[0048]
The signal processing apparatus 3 includes preprocessing circuits 31 and 32, analog / digital conversion circuits (hereinafter referred to as A / D conversion circuits) 33 and 34, color balance correction circuits 35 and 36, and a multiplexer 37. Memory 38R, 38G, 38B, digital / analog conversion circuit (hereinafter referred to as D / A conversion circuit) 39R, 39G, 39B, CPU 40, sampling circuit 41, color balance setting switch 42, and exposure time control circuit 43.
[0049]
Here, the CCD output signal line 14, the preprocess circuit 31, the A / D conversion circuit 33, and the color balance correction circuit 35 process the signal from the A channel for processing the signal from the odd line 71 in the light receiving area 70 shown in FIG. It is a system.
[0050]
The CCD output signal line 15, the preprocess circuit 32, the A / D conversion circuit 34, and the color balance correction circuit 36 shown in FIG. 1 are B channel signals for processing signals from the even lines 72 in the light receiving area 70 shown in FIG. It is a processing system.
[0051]
As shown in FIG. 1, the signal processing apparatus 3 includes preprocess circuits 31 and 32, A / D conversion circuits 33 and 34, color balance correction circuits 35 and 36, a multiplexer 37, and synchronization memories 38R, 38G, and 38B. The video signals flow in the order of the D / A conversion circuits 39R, 39G, and 39B.
[0052]
A signal after A / D conversion by the A / D conversion circuits 33 and 34 is input to the sampling circuit 41.
[0053]
The light source device 5 includes a xenon lamp (hereinafter referred to as a lamp) 51, an infrared cut filter 52, a rotary filter plate 53, motors 54 and 55, and a condenser lens 56.
[0054]
The lamp 51 emits illumination light. The infrared cut filter 52 is provided on the illumination optical path of the lamp 51 and limits the transmission wavelength. The motor 54 drives the rotary filter plate 53 to rotate. The motor 55 is for moving the rotary filter plate 53 in a direction perpendicular to the optical axis.
[0055]
As shown in FIG. 2, the rotary filter plate 53 has a double structure in which filter sets 58 and 59 are arranged on the outer peripheral portion and the inner peripheral portion, respectively.
[0056]
On the outer periphery of the rotary filter plate 53, an R filter 61R, a G filter 61G, and a B filter 61B that transmit light of red (R), green (G), and blue (B) wavelengths are arranged.
[0057]
That is, the R filter 61R, the G filter 61G, and the B filter 61B constitute an outer peripheral filter set 58.
[0058]
On the inner periphery of the rotary filter plate 53, a G ′ filter 62 that transmits narrow band light of 540 to 560 nm, an excitation filter 63 that transmits excitation light of 390 to 450 nm, and an R ′ that transmits narrow band light of 600 to 620 nm. A filter 64 is arranged.
[0059]
That is, the G ′ filter 62, the excitation filter 63, and the R ′ filter 64 constitute an inner peripheral filter set 59.
[0060]
Further, the portion of the rotary filter plate 53 other than where the filters are arranged is formed by a member 65 that blocks light.
[0061]
Next, the spectral characteristics of the outer and inner filters of the rotary filter plate 53 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
[0062]
As shown in FIG. 4, the outer R filter 61R, G filter 61G, and B filter 61B have a spectral distribution with no gap between the transmission spectra.
[0063]
As shown in FIG. 5, the G ′ filter 62, the excitation filter 63, and the R ′ filter 64 on the inner periphery have a discrete spectral distribution with a gap between each transmission spectrum.
[0064]
As illustrated in FIG. 3, the CCD 20 includes a light receiving area 70, horizontal transfer channels 73 and 74, transfer channels 75 and 76 with CMD (Charge Multiplexing Device), and charge detection units 77 and 78.
[0065]
The CMD-attached transfer channels 75 and 76 are composed of a plurality of cells having approximately the same number of cells as the horizontal transfer channels 73 and 74.
[0066]
The signal charges generated in each pixel in the light receiving area 70 are read out on the two channels A and B separately on the odd line 71 and the even line 72 by the vertical transfer pulse.
[0067]
The signal charges read from the odd-numbered lines 71 and the even-numbered lines 72 are transferred to the horizontal transfer channels 73 and 74 for each horizontal line, and are transferred from the horizontal transfer channels 73 and 74 to the transfer channels 75 with CMD by the horizontal transfer pulses, respectively. 76. In the transfer channels with CMD 75 and 76, the signal charge is amplified by applying the sensitivity control pulse while the signal charge is transferred through each cell by the horizontal transfer pulse. Therefore, every time signal charges are transferred through the cells of the transfer channel with CMD, the amplification factor increases in a geometric series. The amplified signal charges are sequentially transferred to the charge detectors 77 and 78. The charge detectors 77 and 78 convert the charges from the CMD-attached transfer channels 75 and 76 into voltages and output them to the CCD output signal lines 14 and 15, respectively.
[0068]
With such a configuration, the CCD 20 has a CMD arranged in a horizontal register, and can be variably amplified by an external sensitivity control pulse.
[0069]
As shown in FIG. 6, the excitation light cut filter 19 shown in FIG. 1 has a cutoff-type transmission characteristic that blocks light having a wavelength of 460 nm or less.
[0070]
The color balance correction circuit 35 shown in FIG. 1 has a color tone adjustment coefficient storage memory 81 and a digital multiplier 82 as shown in FIG.
[0071]
The color adjustment coefficient storage memory 81 rewrites the color adjustment coefficient based on the memory rewrite signal from the CPU 40, and guides the data of the color adjustment coefficient to one input terminal of the digital multiplier 82.
[0072]
An input image signal from the A / D conversion circuit 33 is led to the other input terminal of the digital multiplier 82.
[0073]
The digital multiplier 82 multiplies the input image signal from the A / D conversion circuit 33 by the color tone adjustment coefficient in the color tone adjustment coefficient storage memory 81 and outputs the result to one input terminal of the multiplexer 37.
[0074]
Further, the color balance correction circuit 36 shown in FIG. 1 has only the input / output changed to the other input terminal of the A / D conversion circuit 34 and the multiplexer 37, and the other configuration is the color balance correction circuit shown in FIG. This is the same as the circuit 35.
[0075]
(Function)
The operation of this embodiment will be described below.
In FIG. 1, light for illuminating the subject 7 is emitted from the lamp 51 of the light source device 5. The light emitted from the lamp 51 passes through the infrared cut filter 52, the rotary filter plate 53 and the condenser lens 56 and enters the light guide fiber 12 of the electronic endoscope 2.
[0076]
In this case, the infrared cut filter 52 cuts infrared light and prevents unnecessary heat and light from being irradiated to each filter on the rotary filter plate 53.
[0077]
The rotating filter plate 53 has an outer filter set 58 arranged on the optical path during normal observation, and is driven to rotate at a predetermined speed by the motor 54 so that the R filter 61R, G filter 61G, and B filter 61B are on the optical path. They are sequentially arranged to transmit red, green and blue light respectively. Thereby, red light, green light, and blue light are sequentially emitted from the light source device 5 during normal observation.
[0078]
During fluorescence observation, the motor 55 moves the rotary filter plate 53 in a direction perpendicular to the optical axis in accordance with a signal from a filter position control circuit (not shown). Thereby, the filter set 59 on the inner periphery of the rotary filter plate 53 is inserted on the optical axis.
[0079]
When the inner peripheral filter set 59 is inserted, the rotary filter plate 53 is rotationally driven by the motor 54 at a predetermined speed with the G ′ filter 62, the excitation filter 63, and the R ′ filter 64 being disposed on the optical path. Accordingly, the light source device 5 sequentially emits light having wavelengths of 540 to 560 nm, 390 to 450 nm, and 600 to 620 nm.
[0080]
Here, light of 390 to 450 nm is excitation light for exciting autofluorescence from living tissue.
[0081]
The light incident on the light guide fiber 12 of the electronic endoscope 2 is irradiated to the subject 7 such as the digestive tract via the illumination lens 17 at the distal end portion 16 of the insertion portion 11.
[0082]
Light scattered, reflected, and radiated from the subject 7 is imaged and imaged on the light receiving area 70 (see FIG. 3) of the CCD 20 via the objective lens 18 of the distal end portion 16.
[0083]
Here, the excitation light cut filter 19 extracts the fluorescence by blocking the excitation light of 390 to 450 nm on the front surface of the CCD 20.
[0084]
The CCD 20 is driven by a CCD drive circuit (not shown) in synchronization with the rotation of the rotary filter plate 53, and corresponds to the irradiation light transmitted through the filters of the rotary filter plate 53 such as the R filter 61R, the G filter 61G, and the B filter 61B. The image signals to be output are sequentially output to the signal processing device 3. The image signals sequentially output to the signal processing device 3 are two systems, that is, the A channel corresponding to the odd line 71 and the B channel corresponding to the even line 72.
[0085]
In the CCD 20, if necessary, sensitivity control pulses from a sensitivity control pulse generation circuit (not shown) are input to the transfer channels 75 and 76 with CMD, thereby generating secondary electrons by impact ionization to generate signal charges. Amplify. The amplification factor here is controlled by the amplitude of the sensitivity control pulse.
[0086]
The A-channel and B-channel image signals input to the signal processing device 3 are first input to the preprocess circuits 31 and 32, respectively. The preprocess circuits 31 and 32 take out appropriate A channel and B channel image signals by processing such as CDS (correlated double sampling).
[0087]
The A channel and B channel image signals output from the preprocess circuits 31 and 32 are converted from analog signals to digital signals by A / D conversion circuits 33 and 34, respectively.
[0088]
The digital signals of the A channel and B channel images output from the A / D conversion circuits 33 and 34 are input to the color balance correction circuits 35 and 36, respectively.
[0089]
A color tone adjustment unit is written in the color tone adjustment coefficient storage memory 81 of the color balance correction circuits 35 and 36 by the CPU 40. The color balance correction circuits 35 and 36 input the input signals for each irradiation wavelength based on a color discrimination signal (not shown). Amplify at a predetermined magnification.
[0090]
The multiplexer 37 combines the digital signals of the A channel and B channel images from the color balance correction circuits 35 and 36 into a digital image signal of one system, and also converts the digital signal of the frame sequential image to R (or narrowband green). ), G (or fluorescence), and B (or narrowband red reflected light) are branched and output to the synchronization memories 38R, 38G, and 38B, respectively.
[0091]
In the simultaneous memories 38R, 38G, and 38B, the sequential images are synchronized by simultaneously reading the sequentially stored images. The synchronized digital signals in the respective wavelength bands of R, G, B are subjected to conversion for correcting the gamma characteristics of the monitor in a gamma correction circuit (not shown), and D / A conversion circuits 39R, 39G, 39B, respectively. Is converted into an analog signal and displayed on the monitor 6.
[0092]
During normal light observation, red reflected light, green reflected light, and blue reflected light components are displayed on the RGB pixels of the monitor 6, respectively.
[0093]
During fluorescence observation, narrow band green reflected light, fluorescence, and narrow band red reflected light are displayed on the RGB pixels of the monitor 6, respectively.
[0094]
On the other hand, the exposure time control circuit 43 controls the exposure amount in the CCD 20 by sending a charge sweeping signal to the CCD 20. The charge sweeping timing by the exposure time control circuit 43 is adjusted for each irradiation wavelength of illumination light.
[0095]
In addition, when the filter changeover switch 21 is pushed by the operator, the CPU 40 recognizes this, and the motor 40 is driven by the CPU 40 to switch the filter set 58 on the outer periphery of the rotary filter plate 53 and the filter set 59 on the inner periphery. , Normal observation and fluorescence observation are switched.
[0096]
Simultaneously with this switching, the CPU 40 switches various settings in the signal processing device 3 between normal observation and fluorescence observation.
[0097]
When the operator of the electronic endoscope apparatus 1 adjusts the color balance during normal observation, the color balance setting is started by pressing the color balance setting switch 42 in a state where the white reference object is imaged.
[0098]
Next, processing when the color balance setting switch 42 is pressed will be described with reference to FIG.
[0099]
As shown in FIG. 8, when the color balance setting switch is pressed in the normal light observation mode, first, in step S1, the CPU 40 sets the maximum exposure time as a provisional exposure time to the exposure time control circuit 43 for all the RGB colors. It gives to the image signal of the wavelength band. That is, the exposure time control circuit 43 stops the function of the electronic shutter of the CCD 20. As a result, the received light amounts of the RGB colors of the CCD 20 are as shown in FIG.
[0100]
Next, CPU40 acquires the brightness of the image sampled by the sampling circuit 41 with respect to each RGB in step S2.
[0101]
Next, in step S3, the CPU 40 calculates an appropriate exposure time based on the sampling data of the A channel. Here, since the purpose is to set an approximate color balance, assuming that the sampling values of the RGB images are Vr, Vg, and Vb, the RGB color is such that the ratio is 1 / Vr: 1 / Vg: 1 / Vb. The exposure time is calculated. At this time, in order to ensure brightness, it is preferable not to use the electronic shutter of the CCD 20 when the exposure time in RGB is the maximum.
[0102]
Next, the CPU 40 outputs the exposure time calculated in step S3 to the exposure time control circuit 43 in step S4. Thereby, the exposure time control circuit 43 sends a charge sweeping signal shown in FIG. 9B to the CCD 20 so that the calculated exposure time is reached. Even if the exposure time is set in this way, there is a low possibility that the color balance is completely at a desired ratio for the reason described with reference to FIGS.
[0103]
Next, in step S5, the CPU 40 acquires RGB values sampled by the sampling circuit 41 again in order to perform accurate color balance adjustment and AB channel adjustment.
[0104]
Next, in step S6, the CPU 40 calculates a color tone adjustment coefficient to be set in the color balance correction circuits 35 and 36. Here, assuming that the sampling values of the RGB images are Vr ′, Vg ′, and Vb ′, the color tone adjustment coefficient is set so that the amplification factor ratio of RGB becomes 1 / Vr ′: 1 / Vg ′: 1 / Vb ′. calculate.
[0105]
Next, in step S7, the CPU 40 stores the tone adjustment coefficient calculated in step S6 in a separate area for each observation mode and for each RGB in the tone adjustment coefficient storage memory 81 shown in FIG. Thereby, the color balance setting is completed.
[0106]
By such processing, the color balance correction circuit 35 performs more strict correction on the color balance that is generally corrected by the exposure time control.
[0107]
Thereafter, when normal electronic imaging is performed by the electronic endoscope apparatus 1, the color balance correction circuit 35 is stored in a separate area for each observation mode and for each RGB in the tone adjustment coefficient storage memory 81 in FIG. 10) and the input image signal shown in FIG. 10A from the A / D conversion circuit 33 imaged in accordance with the observation mode and the rotation of the rotary filter 53 are integrated by the digital multiplier 82. As a result, the RGB image signals subjected to strict color balance correction are amplified by the amplification factor ratio and output from the color balance correction circuit 35.
[0108]
For the B channel color balance correction circuit 36, in addition to the color balance adjustment, the tone correction coefficient is calculated so as to cancel the inter-channel variation with the A channel. Other operations of the B channel color balance correction circuit 36 are the same as those of the A channel color balance correction circuit 35.
[0109]
When the operator of the electronic endoscope apparatus 1 adjusts the color balance during the fluorescence observation, the operator inserts the insertion portion 11 into the body and presses the color balance switch 22 in a state where the normal mucous membrane of the patient is imaged in the fluorescence observation mode. Color balance setting starts. The subsequent operation is the same as in normal observation.
[0110]
The electronic endoscope 2 includes an imaging device (CCD 20) that images the subject 7 for each wavelength band of irradiated illumination light.
[0111]
The color balance correction circuits 35 and 36 are amplification means for amplifying a signal corresponding to the subject 7 output from the CCD 20 for each wavelength band.
[0112]
The exposure time control circuit 43 is an exposure time setting means for setting the exposure time of the CCD 20 for each wavelength band.
[0113]
Further, the CPU 40 sets the amplification factors of the color balance correction circuits 35 and 36 for each wavelength band based on a signal corresponding to the subject 7 imaged by the CCD 20 with the exposure time set by the exposure time setting means. It is an amplification factor setting means.
[0114]
The monitor 6 is a display device for color-displaying an image corresponding to the signal amplified by the color balance correction circuits 35 and 36.
[0115]
The color balance setting switch 42 is color balance setting instruction means for instructing the color balance adjustment of the image displayed on the monitor 6.
[0116]
The exposure time setting means sets the exposure time for each wavelength band based on the video signal output from the CCD 20 based on an instruction from the color balance setting switch 42.
[0117]
(effect)
According to such an embodiment, since the color balance is corrected by exposure time control, it is not necessary to amplify only a specific color with a high amplification factor, and the influence of noise on any color component is reduced. can do. Further, since the amplification factor control is also used for correcting the color balance, a slight color balance error after the exposure time control can be corrected, and the color balance can be set more accurately. This makes it possible to obtain a better image with less noise under an accurately set color balance.
[0118]
Further, according to the present embodiment, since the exposure time is set based on the instruction of the color balance setting switch 42 as the color balance setting instruction means, all the colors are controlled regardless of the fluctuation at the time of manufacturing the optical filter. As a result, the amplification factor becomes almost equal, and the influence of noise on any color component can be made very small.
[0119]
Further, the present embodiment has a particularly remarkable effect in terms of suppressing the influence of noise by being applied to the fluorescent electronic endoscope apparatus 1 that is likely to generate noise due to the fluctuation of the optical filter.
[0120]
Furthermore, the present embodiment is applied to the electronic endoscope apparatus 1 that emits illumination light having a discrete spectral distribution shown in FIG. It has a particularly remarkable effect in terms of suppression.
[0121]
In this embodiment, the present invention is applied to the electronic endoscope apparatus 1 capable of observing the fluorescence in the visible region. However, the narrow band discrete three wavelengths as disclosed in JP-A-2002-95635 are used. It can also be applied to reflected light observation, infrared light observation, and fluorescence observation in the infrared band.
[0122]
Further, in this embodiment, amplification for adjusting the color balance is performed inside the signal processing device 3, but it may be amplified by the transfer channels 75 and 76 with CMD inside the CCD 20.
[0123]
Further, the ratio of the color to be adjusted is not limited to 1: 1: 1. For example, even when the normal mucosa is displayed in a slightly greenish color during fluorescence observation, it is effective in recognizing the lesion.
[0124]
In addition, the calculation of exposure time is not limited to a method that simply assumes the linearity between exposure time and exposure amount, but increasing the accuracy by approximating to other functions is also effective in suppressing noise. It is.
[0125]
In addition, the color balance setting switch is not limited to that provided in the main body of the signal processing apparatus, and may be provided in the operation unit of the electronic endoscope 2 or may be a foot switch that is stepped on with a foot.
[0126]
[Appendix]
According to the above-described embodiment of the present invention described in detail above, the following configuration can be obtained.
[0127]
(Additional Item 1) Illumination light supply means for sequentially supplying light of different wavelength bands to irradiate a subject;
Imaging means for sequentially imaging a subject for each wavelength band;
Amplifying means for amplifying the signal imaged by the imaging means;
A display device for color-displaying the signal amplified by the amplification means;
Exposure time setting means for setting the exposure time of the imaging means for each wavelength band;
An electronic endoscope apparatus comprising: an amplification factor setting unit configured to set an amplification factor for each wavelength band in the amplification unit based on a signal output from the imaging unit after the exposure time is set.
[0128]
(Additional Item 2) Color balance setting instruction means for instructing the balance setting of the color displayed on the display device,
The electronic apparatus according to claim 1, wherein the exposure time setting unit sets an exposure time for each wavelength band based on a signal output from the imaging unit in accordance with an instruction from the color balance setting instruction unit. Endoscopic device.
[0129]
(Additional Item 3) The light source means emits light having a wavelength for exciting the subject,
3. The electronic endoscope apparatus according to appendix 1 or 2, wherein the imaging means images fluorescence from a subject.
[0130]
(Additional Item 4) The electronic endoscope apparatus according to Additional Item 1 or 2, wherein the different wavelength bands have a discrete spectral distribution.
[0131]
(Additional Item 5) The electronic endoscope apparatus according to any one of Additional Items 1 to 4, wherein the exposure time setting unit sets an exposure time by an electronic shutter.
[0132]
(Additional Item 6) The electronic endoscope apparatus according to Additional Item 5, wherein at least one of the exposure times set for each wavelength band is an exposure time obtained by stopping the electronic shutter.
[0133]
(Additional Item 7) A color balance adjustment method for an electronic endoscopic forging apparatus that sequentially irradiates a subject with illumination light having different wavelength bands and images the subject for each wavelength band of the illuminated illumination light,
Imaging a subject for each wavelength band based on a predetermined exposure time;
Setting the exposure time for each wavelength band based on the brightness of the image signal corresponding to the subject image for each wavelength band;
Imaging a subject based on an exposure time for each set wavelength band;
Calculating the amplification factor of the image signal for each wavelength band based on the brightness for each wavelength band of the image signal corresponding to the subject imaged based on the set exposure time;
Amplifying the image signal for each wavelength band based on the calculated amplification factor;
A method for adjusting the color balance of an electronic endoscope apparatus, comprising:
[0134]
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a better image with less noise under an accurately set color balance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a rotary filter plate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a CCD according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing spectral characteristics of an outer peripheral filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing spectral characteristics of an inner filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing transmission characteristics of the excitation light cut filter according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a color balance correction circuit according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing processing when a color balance setting switch according to an embodiment of the present invention is pressed.
FIG. 9 is a timing chart showing a CCD light reception amount and a charge sweep signal according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a timing chart showing an input image signal and a color tone adjustment coefficient according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the exposure amount of a conventional rotary filter and time.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the exposure amount and the exposure time of a conventional rotary filter.
[Explanation of symbols]
1 ... Electronic endoscope device
2 ... Electronic endoscope
3 ... Signal processing device
5 ... Light source device
6 ... Monitor
11 ... Insertion part
20 ... CCD
21 ... Filter changeover switch
31, 32 ... Pre-processing circuit
33, 34 ... A / D conversion circuit
35, 36 ... Color balance correction circuit
37 ... Multiplexer
38R, 38G, 38B ... Simultaneous memory
39R, 39G, 39B ... D / A conversion circuit
40 ... CPU
41. Sampling circuit
42 ... Color balance setting switch
43 ... Exposure time control circuit
51 ... Xenon lamp
53 ... Rotating filter plate
54, 55 ... motor
61R ... R filter
61G ... G filter
61B ... B filter
62 ... G 'filter
63 ... Excitation filter
64 ... R 'filter

Claims (6)

被写体に対して異なる波長帯域を有する照明光を順次照射する光源装置と、
前記被写体を、照射された照明光の波長帯域ごとに撮像する撮像装置を備えた内視鏡と、
前記撮像装置から出力される被写体に応じた信号を前記波長帯域ごとに増幅する増幅手段と、
前記撮像装置の露光時間を前記波長帯域ごとに設定する露光時間設定手段と、
前記露光時間設定手段によって設定された露光時間により前記撮像装置が撮像した被写体に応じた信号に基づいて、前記増幅手段の増幅率を前記波長帯域ごとに設定する増幅率設定手段と、
を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
A light source device that sequentially irradiates illumination light having different wavelength bands to a subject;
An endoscope provided with an imaging device for imaging the subject for each wavelength band of irradiated illumination light;
Amplifying means for amplifying a signal corresponding to a subject output from the imaging device for each wavelength band;
Exposure time setting means for setting the exposure time of the imaging device for each wavelength band;
An amplification factor setting unit that sets the amplification factor of the amplification unit for each wavelength band based on a signal corresponding to the subject imaged by the imaging device with the exposure time set by the exposure time setting unit;
An electronic endoscope apparatus comprising:
前記増幅手段により増幅された信号に応じた映像をカラー表示する為の表示装置と、
この表示装置に表示される映像の色のバランス調整を指示するカラーバランス設定指示手段と、
を更に備え、
前記露光時間設定手段は、前記カラーバランス設定指示手段の指示に基づいて前記撮像装置が出力した映像信号を基に前記波長帯域ごとの露光時間を設定することを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。
A display device for color-displaying an image corresponding to the signal amplified by the amplification means;
Color balance setting instruction means for instructing color balance adjustment of video displayed on the display device;
Further comprising
2. The exposure time setting unit according to claim 1, wherein the exposure time setting unit sets an exposure time for each wavelength band based on a video signal output from the imaging apparatus based on an instruction from the color balance setting instruction unit. Electronic endoscope device.
前記光源装置は被写体を励起する為の励起光を被写体に対して供給し、
前記撮像装置は被写体からの蛍光を撮像することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子内視鏡装置。
The light source device supplies excitation light for exciting the subject to the subject,
The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus images fluorescence from a subject.
前記光源装置は離散的な分光分布を有する波長帯域の照明光を被写体に対して供給することを特徴とする請求項1または2に記載の電子内視鏡装置。The electronic endoscope apparatus according to claim 1, wherein the light source device supplies illumination light in a wavelength band having a discrete spectral distribution to a subject. 撮像装置を備える内視鏡から出力される被写体に応じた信号を処理する信号処理装置であって、
被写体に対して順次照射され、異なる波長帯域を有する照明光の波長帯域ごとに前記撮像装置が撮像した被写体に応じた信号を、前記波長帯域ごと増幅する増幅手段と、
前記撮像装置の露光時間を前記波長帯域ごとに設定する露光時間設定手段と、
前記露光時間設定部によって設定された露光時間により前記撮像装置が撮像した被写体に応じた信号に基づいて、前記増幅部の増幅率を前記波長帯域ごとに設定する増幅率設定手段と、
を備えたことを特徴とする信号処理装置。
A signal processing device for processing a signal corresponding to a subject output from an endoscope provided with an imaging device,
Amplifying means for amplifying a signal corresponding to the subject imaged by the imaging device for each wavelength band of illumination light sequentially irradiated to the subject and having a different wavelength band for each wavelength band;
Exposure time setting means for setting the exposure time of the imaging device for each wavelength band;
An amplification factor setting means for setting the amplification factor of the amplification unit for each wavelength band based on a signal corresponding to the subject imaged by the imaging device with the exposure time set by the exposure time setting unit;
A signal processing apparatus comprising:
前記露光時間設定手段は、表示装置に表示される映像の色のバランスを指示するカラーバランス設定指示に基づいて前記撮像装置が出力した映像信号を基に前記波長帯域ごとに露光時間を設定することを特徴とする請求項5に記載の信号処理装置。The exposure time setting means sets an exposure time for each wavelength band based on a video signal output from the imaging device based on a color balance setting instruction for instructing a color balance of a video displayed on a display device. The signal processing apparatus according to claim 5.
JP2003172458A 2003-06-17 2003-06-17 Electronic endoscope apparatus and signal processing apparatus Expired - Fee Related JP4139276B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003172458A JP4139276B2 (en) 2003-06-17 2003-06-17 Electronic endoscope apparatus and signal processing apparatus
US10/869,239 US7670286B2 (en) 2003-06-17 2004-06-16 Electronic endoscopic device having a color balance adjustment system
CNB2004100597112A CN100384366C (en) 2003-06-17 2004-06-17 Electronic endoscope device
EP04014239A EP1488732B1 (en) 2003-06-17 2004-06-17 Electronic endoscope device
DE602004008376T DE602004008376T2 (en) 2003-06-17 2004-06-17 Electronic device for endoscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003172458A JP4139276B2 (en) 2003-06-17 2003-06-17 Electronic endoscope apparatus and signal processing apparatus

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005006768A true JP2005006768A (en) 2005-01-13
JP2005006768A5 JP2005006768A5 (en) 2005-08-25
JP4139276B2 JP4139276B2 (en) 2008-08-27

Family

ID=33410931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003172458A Expired - Fee Related JP4139276B2 (en) 2003-06-17 2003-06-17 Electronic endoscope apparatus and signal processing apparatus

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7670286B2 (en)
EP (1) EP1488732B1 (en)
JP (1) JP4139276B2 (en)
CN (1) CN100384366C (en)
DE (1) DE602004008376T2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006212335A (en) * 2005-02-07 2006-08-17 Pentax Corp Electronic endoscope
JP2007229135A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Pentax Corp Electronic endoscopic system
CN103169446A (en) * 2013-04-15 2013-06-26 叶衍铭 Suspicious early-stage cancer lesion examination device suitable for endoscopy
US8542272B2 (en) 2007-06-20 2013-09-24 Olympus Medical Systems Corp. Image generating apparatus
WO2017072837A1 (en) * 2015-10-26 2017-05-04 オリンパス株式会社 Optical-scanning-type endoscope device and method for controlling optical-scanning-type endoscope device
JP2017093843A (en) * 2015-11-25 2017-06-01 オリンパス株式会社 Endoscope system
WO2017183339A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 富士フイルム株式会社 Endoscope system, processor device, and endoscope system operation method
WO2018038269A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 Hoya株式会社 Electronic endoscope processor and electronic endoscope system
JP2019042157A (en) * 2017-09-01 2019-03-22 富士フイルム株式会社 Medical image processing device, endoscopic device, diagnostic support device and medical work support device
JP2022159109A (en) * 2021-04-01 2022-10-17 ジャイラス エーシーエムアイ インク ディー/ビー/エー オリンパス サージカル テクノロジーズ アメリカ Technique for composition identification of anatomical target

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003126031A (en) * 2001-10-26 2003-05-07 Olympus Optical Co Ltd Endoscope
JP5173120B2 (en) * 2005-05-23 2013-03-27 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Endoscope device
EP1728464B1 (en) * 2005-06-03 2016-03-30 Olympus Corporation Endoscope image pickup system
JP4734074B2 (en) * 2005-09-30 2011-07-27 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Endoscope device
JP4974586B2 (en) * 2006-05-24 2012-07-11 オリンパス株式会社 Microscope imaging device
JP2009034224A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Olympus Medical Systems Corp Medical treatment apparatus
JP2009201940A (en) * 2008-02-29 2009-09-10 Hoya Corp Endoscopic light source system, endoscopic light source equipment, endoscopic processor, and endoscopic unit
JP5424570B2 (en) * 2008-04-10 2014-02-26 Hoya株式会社 Electronic endoscope processor, videoscope, and electronic endoscope apparatus
WO2010055938A1 (en) * 2008-11-17 2010-05-20 オリンパス株式会社 Image-processing system, and imaging device, reception device, and image display device thereof
JP5767775B2 (en) 2009-07-06 2015-08-19 富士フイルム株式会社 Endoscope device
WO2011162099A1 (en) * 2010-06-24 2011-12-29 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Endoscopic device
JP5507376B2 (en) * 2010-07-28 2014-05-28 三洋電機株式会社 Imaging device
JP5450527B2 (en) * 2011-08-10 2014-03-26 富士フイルム株式会社 Endoscope device
JP6141196B2 (en) * 2011-12-28 2017-06-07 オリンパス株式会社 Fluorescence observation equipment
JP5654511B2 (en) 2012-03-14 2015-01-14 富士フイルム株式会社 Endoscope system, processor device for endoscope system, and method for operating endoscope system
JP5587932B2 (en) * 2012-03-14 2014-09-10 富士フイルム株式会社 Endoscope system, processor device for endoscope system, and method for operating endoscope system
CN106132276B (en) * 2014-04-08 2018-08-07 奥林巴斯株式会社 Fluirescence observation endoscopic system
EP3563752B1 (en) * 2015-07-13 2023-11-01 Sony Group Corporation Medical observation device and a method of exposure control of an imaging section of a medical observation device
CN105338234A (en) * 2015-12-16 2016-02-17 北京博视中自科技有限公司 Endoscopic intelligent camera
ES2775441T3 (en) 2017-01-09 2020-07-27 Verathon Inc Upgradeable video laryngoscope system featuring reduced far-end obscuration
CN111936031B (en) * 2018-04-11 2023-12-15 富士胶片株式会社 Medical image processing apparatus
CN113255515A (en) * 2021-05-24 2021-08-13 合肥工业大学 Engine vibration form visualization method, storage medium and electronic device

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5278642A (en) 1992-02-26 1994-01-11 Welch Allyn, Inc. Color imaging system
WO1994018801A1 (en) 1993-02-08 1994-08-18 I Sight, Inc. Color wide dynamic range camera using a charge coupled device with mosaic filter
US6293911B1 (en) * 1996-11-20 2001-09-25 Olympus Optical Co., Ltd. Fluorescent endoscope system enabling simultaneous normal light observation and fluorescence observation in infrared spectrum
US6902527B1 (en) * 1999-05-18 2005-06-07 Olympus Corporation Endoscope system with charge multiplying imaging device and automatic gain control
US6464633B1 (en) * 1999-08-23 2002-10-15 Olympus Optical Co., Ltd. Light source device for endoscope using DMD
US6635011B1 (en) * 2000-01-14 2003-10-21 Pentax Corporation Electronic endoscope system
JP4792162B2 (en) * 2000-04-03 2011-10-12 オリンパス株式会社 Endoscope device
JP3583731B2 (en) 2000-07-21 2004-11-04 オリンパス株式会社 Endoscope device and light source device
US7892169B2 (en) * 2000-07-21 2011-02-22 Olympus Corporation Endoscope apparatus
JP4855586B2 (en) 2001-05-16 2012-01-18 オリンパス株式会社 Endoscope device
EP1258220B1 (en) * 2001-05-16 2008-08-13 Olympus Corporation Endoscope with image processing device
JP4772235B2 (en) * 2001-09-13 2011-09-14 オリンパス株式会社 Endoscope device
JP3880351B2 (en) * 2001-09-21 2007-02-14 フジノン株式会社 Electronic endoscope device for driving a light shielding plate

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006212335A (en) * 2005-02-07 2006-08-17 Pentax Corp Electronic endoscope
JP2007229135A (en) * 2006-02-28 2007-09-13 Pentax Corp Electronic endoscopic system
US8542272B2 (en) 2007-06-20 2013-09-24 Olympus Medical Systems Corp. Image generating apparatus
CN103169446A (en) * 2013-04-15 2013-06-26 叶衍铭 Suspicious early-stage cancer lesion examination device suitable for endoscopy
JPWO2017072837A1 (en) * 2015-10-26 2018-08-09 オリンパス株式会社 Optical scanning endoscope apparatus and control method of optical scanning endoscope apparatus
WO2017072837A1 (en) * 2015-10-26 2017-05-04 オリンパス株式会社 Optical-scanning-type endoscope device and method for controlling optical-scanning-type endoscope device
JP2017093843A (en) * 2015-11-25 2017-06-01 オリンパス株式会社 Endoscope system
US11044416B2 (en) 2016-04-21 2021-06-22 Fujifilm Corporation Endoscope system, processor device, and endoscope system operation method
JPWO2017183339A1 (en) * 2016-04-21 2019-02-07 富士フイルム株式会社 Endoscope system, processor device, and operation method of endoscope system
WO2017183339A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 富士フイルム株式会社 Endoscope system, processor device, and endoscope system operation method
WO2018038269A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 Hoya株式会社 Electronic endoscope processor and electronic endoscope system
CN109068966A (en) * 2016-08-25 2018-12-21 Hoya株式会社 Fujinon electronic video endoscope processor and electronic endoscope system
JPWO2018038269A1 (en) * 2016-08-25 2019-01-24 Hoya株式会社 Processor for electronic endoscope and electronic endoscope system
JP2020185394A (en) * 2016-08-25 2020-11-19 Hoya株式会社 Processor for electronic endoscope and electronic endoscope system
CN109068966B (en) * 2016-08-25 2021-08-17 Hoya株式会社 Electronic endoscope processor and electronic endoscope system
US11607110B2 (en) 2016-08-25 2023-03-21 Hoya Corporation Electronic endoscope processor and electronic endoscope system
JP2019042157A (en) * 2017-09-01 2019-03-22 富士フイルム株式会社 Medical image processing device, endoscopic device, diagnostic support device and medical work support device
US11010891B2 (en) 2017-09-01 2021-05-18 Fujifilm Corporation Medical image processing apparatus, endoscope apparatus, diagnostic support apparatus, and medical service support apparatus
JP2022159109A (en) * 2021-04-01 2022-10-17 ジャイラス エーシーエムアイ インク ディー/ビー/エー オリンパス サージカル テクノロジーズ アメリカ Technique for composition identification of anatomical target
JP7562592B2 (en) 2021-04-01 2024-10-07 ジャイラス エーシーエムアイ インク ディー/ビー/エー オリンパス サージカル テクノロジーズ アメリカ Techniques for identifying the composition of anatomical targets

Also Published As

Publication number Publication date
DE602004008376T2 (en) 2008-05-15
DE602004008376D1 (en) 2007-10-04
CN100384366C (en) 2008-04-30
EP1488732A1 (en) 2004-12-22
US7670286B2 (en) 2010-03-02
JP4139276B2 (en) 2008-08-27
US20040267091A1 (en) 2004-12-30
CN1572230A (en) 2005-02-02
EP1488732B1 (en) 2007-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4139276B2 (en) Electronic endoscope apparatus and signal processing apparatus
JP6129731B2 (en) Endoscope system and operating method thereof
JP5637834B2 (en) Endoscope device
US7450159B2 (en) Image pick-up apparatus and endoscope apparatus
JP2009034224A (en) Medical treatment apparatus
JP5164473B2 (en) Endoscope device
JP4663083B2 (en) Endoscope device
JP4855728B2 (en) Illumination device and observation device
JP4098402B2 (en) Fluorescent imaging device
JP5485835B2 (en) Endoscope light source device and light amount control method thereof, endoscope system and control method thereof
JP2012010962A (en) Light source device for excitation light, and electronic endoscope system
JP5554288B2 (en) ENDOSCOPE SYSTEM, PROCESSOR DEVICE, AND IMAGE CORRECTION METHOD
WO2015114906A1 (en) Imaging system and imaging device
JP4744279B2 (en) Electronic endoscope device
JP6227706B2 (en) Endoscope light source device and endoscope system
JP2003019105A (en) Endoscope device
JP4716801B2 (en) Endoscopic imaging system
JP4648535B2 (en) Electronic endoscope device
JP2008252906A (en) Endoscope apparatus
JP2002330352A (en) Imaging unit
JP4504040B2 (en) Endoscope device
JP2004313413A (en) Endoscope apparatus
JP2004023764A (en) Image processing device
JP2013094489A (en) Endoscope apparatus
JP5934267B2 (en) Endoscope light source device and operating method thereof, and endoscope system and operating method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050210

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060809

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080603

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080606

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4139276

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees